Скачки конденсации (тепловые скачки)

СКАЧКИ КОНДЕНСАЦИИ (ТЕПЛОВЫЕ СКАЧКИ) [c.187]

Основная идея теории В. А. Андреева и С. 3. Беленького — исследование прямых и косых скачков конденсации как тепловых скачков. Эта теория развита ими применительно к воздуху с небольшим содержанием водяных паров. Изменение массы газа в процессе конденсации считается пренебрежимо малым. Та же теория была применена М. Е. Дейчем [15] для влажного пара. В обоих случаях считается, что при прохождении через скачок полная энтальпия меняется. В уравнении энергии вместо плотности паровой фазы вводится плотность влажного пара. В результате этих допущений были получены простые зависимости между параметрами пара перед скачком и за ним. [c.133]

Следует особо подчеркнуть, что сейчас анализируются свойства только теплового скачка, а не процессов горения или конденсации в целом. Для анализа задачи в целом необходимы дополнительные сведения о процессе. [c.219]

Рассмотрим скачок конденсации в предположении 1) пар перед скачком переохлажден и не содержит капелек жидкости 2) насыщенный пар и мелкие капельки жидкости за скачком находятся в тепловом равновесии 3) скорости капелек жидкости за скачком равны скорости пара. [c.220]

Общее между тепловым скачком и скачком конденсации состоит Б том, что в обоих случаях к потоку подводится теплота. Однако в тепловом скачке эта теплота подводится извне, и поэтому энтальпия торможения после скачка возрастает. В скачке конденсации теплота выделяется при конденсации части текущего пара и поэтому полная энергия потока до и после скачка остается постоянной. Кроме того, различие состоит в том, что после скачка давление и температура связаны условием фазового равновесия. Поэтому количество выделившейся при конденсации теплоты не может быть установлено произвольно, а связано с интенсивностью скачка. [c.220]

Следует различать конденсационные скачки в одно-, двух- и многокомпонентных средах. В последнем случае в потоке неконденсирующегося газа (или смеси газов) присутствуют пары конденсирующейся среды. Например, пары воды в сверхзвуковом потоке воздуха при определенных условиях спонтанно конденсируются к потоку воздуха подводится скрытая теплота парообразования и его полная энергия (энтальпия торможения) возрастает. Такие скачки иногда называют тепловым и Ч Скачки конденсации в однокомпонентной среде не вызывают изменения энтальпии торможения. [c.324]

Полученные общие соотношения применимы к любым неадиабатическим скачкам давления вне зависимости от механизма выделения тепла. Мы видели, что в рассмотренных выше двух случаях распространения фронта пламени непосредственно тепловой скачок (т. е. зона горения) представлял как при детонации, так,и при нормальном горении скачок разрежения в дозвуковом течении. Нетрудно указать и случай теплового скачка сжатия в сверхзвуковом потоке. Мы имеем в виду хорошо известные скачки конденсации, сопровождающейся переходом от большей сверхзвуковой скорости к меньшей, но всё ещё сверхзвуковой скорости. И в этом случае приведённые выше уравнения и выводы остаются справедливыми. [c.177]

Вопросы о возможности образования скачка конденсации до сечения, в котором происходит запирание потока (критическое сечение), и о влиянии процесса объемной конденсации на максимальную мощность трубы были проанализированы Леви в той же работе [21]. Из анализа следует, что скачок конденсации происходит при достижении М=1,25, т. е. в зоне конденсации или за критическим сечением. Расчеты проведены в диапазоне температур от 475 до 650° С. Во всех случаях скачок конденсации имел место в сверхзвуковой области течения пара по длине трубы. Таким образом было показано, что мощность натриевой тепловой трубы не зависит от скачка конденсации. [c.78]

Скачки могут возникнуть не только в адиабатических потоках но и в тех случаях, когда на малой длине потока происходит интенсивный подвод или отвод энергии (например, тепла) При этом образуются скачки, называемые тепловыми Наибольший интерес представляют два вида тепловых скачков распространение детонации и горения и скачки конденсации, связанные с движением двухфазной жидкости и, в частности, влажного пара или воздуха [c.187]

Первый тип тепловых скачков подробно изучен и освещен в специальной литературе Второй тип — скачки конденсации, широко встречающиеся, в практике аэродинамического эксперимента, в соплах Лаваля, в проточных частях турбомашин, изучен менее подробно. [c.187]

Автором недостаточно полно рассмотрены особенности движения двухфазной или двухкомпонентной среды с большими скоростями при высоких концентрациях жидкой (твердой) фазы. Особенно сложной и вместе с тем практически и теоретически важной является проблема течений двухфазных сред при больших скоростях, так как при таких течениях возникают различные структурные изменения, кардинально влияющие на гидромеханические, тепловые и акустические свойства среды. Хорошо известен, например, факт резкого снижения скорости звука при переходе потока парожидкостной смеси к пробковой, пенообразной и пузырьковой структурам. Известно также, что переход от пузырьковой структуры к чистой жидкости в потоках больших скоростей, как правило, сопровождается мощными скачками уплотнения (конденсации). К числу весьма важных вопросов необходимо отнести проблемы устойчивости упомянутых структур, условий и критериев перехода от одной структуры к другой. [c.7]

Мз опыта установлено, что тепловое сопротивление переносу тепла от чистого пара к поверхности конденсации невелико. Это подтверждается наличием малых перепадов между температура.viи насыщения и поверхности пленки конденсата. Так, при конденсации водяного пара в условиях атмосферного давления переохлаждение конденсата составляет всего около 0,03° С. Поэтому практически температура поверхности конденсации рав а температуре насыщения. Лишь при очень низких давлениях рекомендуется учитывать температурный скачок, имеющий место на границе раздела фаз. [c.271]

Из формулы (12-5) следует, что сопротивление на границе раздела фаз зависит от давления конденсирующегося пара рп, коэффициента конденсации к и плотности теплового потока на поверхности,конденсата <7, так как с изменением д меняются скачок температуры tn—/пов и разность, стоящая в формуле (12-4) в скобках. [c.261]

При описании процессов испарения-конденсации в камере реактора будем считать, что температура пара и его плотность однородны по всему объему камеры, а параметры пара изменяются скачком вблизи жидкой стенки. Каждый атом пара, попавший на стенку или на поверхность жидкой капли, считаем сконденсировавшимся. В этом приближении процессы поверхностного испарения и конденсации описываются кинетическим уравнением [17], представляющим собой балансные соотношения для массы и энергии пара. В условиях нашей задачи запишем законы сохранения массы и энергии, учитывая радиационный тепловой поток от горячего пара на стенку реактора [c.118]

Такая конденсация называется пленочной. В процессе пленочной конденсации температура поверхности жидкой пленки Тда, в большинстве случаев близка к Т , но Т — > 0. Аналогично, при испарении с поверхности — Т >0. Этот скачок температур на границе раздела фаз называют тепловым сопротивлением фазового перехода. [c.276]

Анализ гидродинамики парового потока в тепловых трубах по ряду причин связан со значительными трудностями. Вследствие испарения и конденсации теплоносителя приходится рассматривать поток переменной массы, возникает необходимость учитывать наличие как осевой, так и радиальной составляющей скорости. Вдув при испарении и отсос при конденсации приводят к изменению коэффициента трения на стенке тепловой трубы, число Рейнольдса осевого потока переменно. Изменение давления по ходу потока пара обусловлено не только влиянием трения, но и в значительной мере инерционными эффектами. Разгон пара в зоне испарения создает дополнительный отрицательный градиент давления, а торможение пара в зоне конденсации — положительный градиент давления. При рассмотрении работы трубы в области низких давлений пара, когда мощность трубы близка к звуковому пределу и, соответственно, скорость пара близка к звуковой, необходимо учитывать сжимаемость пара. Если в зоне конденсации достигаются сверхзвуковые скорости, то возможно возникновение скачка уплотнения в этой зоне. Течение пара по длине трубы из-за переменности расхода может иметь зоны с ламинарным, переходным и турбулентным режимами. [c.41]

Как уже указывалось в 3.1, для осуществления видимого процесса фазового перехода необходимо, чтобы условия равновесия между паровой и жидкой фазами были нарушены. При конденсации необходимо, чтобы температура насыщения пара была выше температуры поверхности жидкости. В тепловых расчетах удобно имеющийся при этом скачок температуры на границе пар—жидкость связать с понятиями термического сопротивления или коэффициента теплоотдачи при фазовом переходе и определить их как [c.155]

Отметим, что между тепловыми и конденсационными скачками существует принципиальное различие. В тепловых скачках, наблюдаемых в сверхзвуковых аэродинамических трубах, повышение давления и темг пературы происходит вследствие подвода к сверхзвуковому потоку некоторого количества тепла от внутреннего источника (за счет конденсации паров воды в воздухе). Энтальпия полного торможения воздуха при этом изменяется. [c.158]

Наиболее просто задача об определении степени неравновесностн процесса решается в случае движения двухфазной среды с мелкими каплями влаги (г<10 . ), например, для случая двухфазной среды после скачка конденсации. Как известно, при этом с достаточной степенью точности температура капли Гг может быть принята равной температуре насыщения Ts, а скорость капли — равной скорости пара. Тогда уравнения теплового баланса капель, радиус которых меньше длины свободного пробега молекул, примут вид [c.12]

Это уравнение энергии по форме совпадает с аналогичным урав ненпем, записанным для теплового скачка, так как последний член выражает количество теплоты, выделившееся при конденсации. Однако теперь количество теплоты не может рассматриваться как свободный параметр. [c.221]

Результаты расчета представлены на рис. 12.5 [19], где для трех значений переохлаждения построены зависимости интенсивностей конденсационного скачка от параметра D i pi i/pi M i. Можно видеть, что на участке ВС интенсивность конденсационных скачков падает с ростом Мь что соответствует данным эксперимента (рис. 12.2,6). Участок АВ отвечает сильному конденсационному скачку, совпадающему с адиабатическим. На участке АВ скорости за скачком дозвуковые. Точка В соответствует минимальному числу Маха перед скачком при данном переохлаждении. Следовательно, в соответствии с уравнением (12.56) существует некоторая запретная зона для возникновения конденсационных скачков. Таким образом, при lчисло Маха, отвечающее точке В) конденсационные скачки не могут стационарно существовать, так как нельзя перевести сверхзвуковой поток в дозвуковой только посредством подвода теплоты конденсации, т. е. не меняя знака воздействия на поток. Этот вывод совпадает с тем, который отмечался пртг анализе свойств энергетически неизолированных течений и тепловых скачков (гл. 2, 5). [c.327]

Можно предположить, что такой характер зависимости пульсаций от подогрева потока связан с наличием в горле сопла слабого скачка конденсации воды. По-видимому, при прохождении турбулентного потока через скачок конденсации, в котором к потоку подводится тепловая энергия, уровень пульсаций возрастает. Небольшой подогрев практически устраняет скачок конденсации, и уровень пульсаций эезко убывает (кривая 2). Дальнейший подогрев приводит к появлению в потоке температурных неоднородностей, и уровень пульсаций вновь возрастает (кривая 3), в основном за счет энтропийных колебаний. Представленная на рис. 3 сильная зависимость пульсаций от температуры воздуха имела место при заборе воздуха из атмосферы летом, когда влагосодержание максимально, достигая 10-1Ь г/кг. Зимой и при заборе воздуха от компрессора различие диаграмм д г) при А = уаг значительно меньше. [c.424]

Согласно кинетической теории материи на поверхности раздела фаз должен иметь место скачок температуры. Этот скачок является следствием того, что количество молекул пара, ударяющихся о поверхность жидкости и захватываемых ею (конденсирующихся), превосходит количество молекул, отрывающ ихся (испаряющихся) за то же время от поверхности жидко-, сти вследствие теплового движения. Превышение количества захватываемых молекул над количеством попускаемых и приводит к видимому процессу конденсации. [c.260]

Течения газа могут быть классифицированы по признаку сообщения или несообщения рассматриваемому потоку извне тепловой или механической энерпт. Различают адиабатические течения, при которых не происходит теплообмена или передачи механической энергии между потоком газа и внешней средой, и иеадиабатические течения, при которых потоку газа сообщается или отбирается от него энергия. Понятия адиабатического и неадиабатического процессов равно относятся к течению идеального и неидеального газа. Процессы изменения состояния идеального газа при адиабатическом его течении называются изэнтропическимн, В данной книге под течением идеального газа во всех случаях имеется в виду течение, для которого можно не учитывать действие сил вязкого трения (см, п. 2). Данное замечание связано с тем, что иногда идеальными газами называют газы, состояние которых точно подчиняется уравнению Клапейрона, отличая их от газов, близких к состоянию конденсации, для которых последнее уравнение заменяется другими уравнениями (например, уравнением Ван-дер-Ваальса). Во избежание недоразумений, имея в виду последнее отличие, лучше называть газы соответственно совершенными и реальными. В связи с определением течения неидеального газа заметим, что наряду с обычным действием си.л вязкого трения могут наблюдаться и другие необратимые потери механической энергии, связанные с ее переходом в тепловую энергию такие потери имеют место, например, в скачках уплотнения, появляющихся при торможении сверхзвуковые потоков (см. 22). [c.455]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...